JPH0327465B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、軟銅線を使用した電線等の長尺線
材を巻き取る線材巻取機に関する。

〔従来の技術〕

軟銅線を使用した電線、特に軟銅線上に薄い皮
膜を焼付けたエナメル線等を線材巻取機で巻き取
る場合、これら線材を全長にわたつて均質な軟ら
かさに維持する必要があり、かかる性状維持のた
め最近の巻取機ではそのリールに巻き取る時の張
力を一定に保持することを重視している。

従来の線材巻取機では、一般に上述した線材の
張力を一定に保持する機構として、そのリール駆
動用のモータにトルクモータを使用し、トルクモ
ータのトルクが増すと回転速度が下がる垂下特性
を利用してリール上に巻かれる線材が多段に巻か
れるにつれて増大するリールの回転トルクに対し
て回転速度が減少するようにトルクモータを作動
させる。リール径、線材の径の大小によつてリー
ル上でのトルクと回転速度との関係は異なるか
ら、モータの印加電圧を手動調節することによつ
て最も適合する作動状態が選定される。

特開昭59−27719号公報に開示された線材巻取
機は、連続的に送られる線材を所定長さ巻き取る
と次々に巻取り完了後のリール（満巻リール）を
巻取機支持ベースから自動的に取り外し自在とす
るための自動取出機構が設けられており、そのた
めリール機構部にはリニア構造のモータが使用さ
れている。リールはこれを所定方向に移動自在と
するためリール台車上に設けられ、リール台車下
面に突出するリール軸の下端に設けられた回転子
と一対の柱状固定子とによりリニア構造のモータ
を形成している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の線材巻取機では、リールに巻込
まれる線材の巻段数変化に伴うリール上でのトル
クと速度の変化に適合するように駆動モータの電
圧値を、例えばボルトスライダのような手動可変
電圧装置により手動調整して、最適なトルク−回
転数特性曲線を選定しているが、上記トルクと速
度のリール上での変動に対し駆動モータの特性は
必ずしも正確に一致するものではなく、実際には
変動の途中において少なからずギヤツプが生じ、
そのため線材巻込動作の上で張力が一定でない状
態も生じている。

さらに、上記リールの自動取出機構を設けた線
材巻取機にリニア構造のモータを用いる場合は、
リールは移動自在なリール台車で順次取り替えら
れるから、リール台車の交換による機械ロスの差
及びリニアコイルと回転円板のギヤツプがリール
上での出力トルクの精度に大きく影響を与える。

従つて、トルクモータを使用してその一次電圧
を調整する従来の張力設定方式では最適な線材張
力を得ることはできない。

この発明は、上記現状に鑑みなされたものであ
り、その目的はリール台車にリニアモータを用い
る方式の巻取機の張力制御装置として、線材の張
力を直接的に検出してその張力信号によりリニア
モータの出力を制御し、常に均一な張力を線材に
与える張力制御装置を備えた線材巻取機を提供す
るにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するための手段として、この
発明では走行する線材巻取用のリールと、このリ
ールを駆動するリニア構造のモータから成る駆動
部と、リニア構造のモータの固定子コイルに駆動
電流を所定電圧で供給する制御装置と、線材の張
力をリールに巻込まれる手前任意の位置で検知し
て電気信号に変換する張力センサと、その出力信
号を増幅する増幅器とを備え、張力センサで検知
された張力信号を増幅器を介して制御装置にフイ
ードバツクしてリニア構造のモータへの供給電圧
を常に張力一定となるように制御する構成を採用
したのである。

〔作用〕

線材巻取機のリールに線材を巻くにつれて巻径
が増大する。巻込張力を一定に保つためには、リ
ール上での巻トルクの増大に合わせてモータの出
力トルクを増大させ、回転速度を減少させること
が必要である。しかし、実際の巻取作業では、リ
ール径、線材の径の大小によつてその割合が異な
ること、又自動巻取機においては取替えられるリ
ールによりその機械ロス、固定子コイルと円板と
のギヤツプが異なるから、これら種々の要因によ
る張力の変動をなくすため常にリール上の張力が
一定となるように駆動電圧を調整する。この電圧
の調整は、張力センサで検知された張力信号を制
御装置にフイードバツクして直接的に行なう。

〔実施例〕

以下この発明の実施例を添付図を参照して詳細
に説明する。

第１図は、リニア構造のモータを駆動部とし、
移動式のリール台車に取り付けられたリールから
成る線材巻取機を示す。この線材巻取機には、走
行する線材Ｗの張力を検出する張力センサ１が設
けられている。張力センサ１は、２つのローラ間
に差動トランス２を設け、線材Ｗの張力により移
動するローラの設定値に対する変位を電気信号に
変換する。この張力センサ１は、走行する線材が
トラバースガイド３を介してリール４に巻込まれ
る手前の適当な位置に設けられている。リール４
は、そのリール軸下端に銅又はアルミニウム製の
回転円板５を有し、この回転円板５とさらにその
下方に設けた一対の柱状固定子６とで構成される
リニア構造のモータにより回転駆動される。

前記リニア構造のモータは、固定子６のコイル
に供給される駆動電流、電圧の制御をするSCR
制御装置８を備えている。そして、このSCR制
御装置に対して、張力センサ１の出力信号を増幅
器７を介して入力し、固定子６への電流、電圧を
制御する。

上記リニア構造のモータを有するリール４は、
連続的に送られてくる線材を所定長さ巻き取る
と、自動的にこれを取替え自在とするためリール
を移動できる移動式のリール台車１１に取り付け
られている。

以上のように構成したこの実施例の作用を第２
図を参照して説明する。

連続して走行する線材Ｗは、その供給経路上に
設けられた多数のローラ等を介してリール４に供
給されるから、それらの摩擦力に抗しつつリール
４に巻き込み、しかも均質な軟かさを全長にわた
り維持するには線材を常に一定張力で巻き込むこ
とが必要である。しかし、一定の張力で線材Ｗを
リール４に巻き込むと、リール上での線材の巻段
数、従つて巻径の増大のため巻取トルクが増大
し、このためトルクモータの出力を増大させる必
要がある。さらに、リール４を同一の回転数で回
転させるとリール上の周速、即ち線材Ｗの巻込み
速度もリール巻径の増加に比例して増大する。し
かるに、この巻込速度が必要以上に増大すると、
前記摩擦力の増加の原因となるから、やはり巻込
速度も一定の速度に保持することが望ましい。そ
こでこれを一定にするにはトルクモータの回転数
を減少させねばならない。このように常に一定の
張力で線材Ｗを巻取るにはトルクモータを、上述
したトルクの増加と回転数を減少させるという条
件に合致するように駆動しなければならない。

かかるトルクモータの駆動を、第２図のV₅〜
V_MAXのいずれか一定駆動電圧で従来の方法のま
ま行なうとすると、それぞれの電圧における特性
曲線上でトルクと回転数の関係は変化する。従つ
て、トルクモータの実際の駆動状態（トルク変
動）が第２図中のの曲線で表わされるようなも
のであれば、トルクモータの定電圧における特性
曲線に近似しており、電圧は一定電圧で駆動可能
である。しかし、又はの曲線（は線材径
小、リール形小、スピード高速（高速低トルクカ
ーブ）の場合を示し、は線材径大、リール形
大、スピード低速（低速高トルクカーブ）の場合
を示す。）で表わされる巻取必要条件の場合は、
駆動電圧が一定のままでは巻取不可能である。無
理に巻くとすれば常時作業員が手動可変電圧装置
に待機して電圧Ｖを常に微調整する必要がある
が、これは実際の生産ラインでは実施困難であ
り、精度も極めて悪い。

かかる従来巻取不可能とされていた大きな巻太
比（リール胴径と満巻径の比）のリール（リール
大型化）、あるいは線材径が大きい場合でもこの
実施例による制御装置を備えた線材巻取機では巻
取が可能である。このような作用をの曲線の場
合について説明する。

リール台車１１によりリール４の取替えが終了
し、リール４が線材の巻取りを開始すると供給経
路上の摩擦抵抗等に打ち勝つて巻取られるから、
ある所定の張力が線材に発生する。この巻始めの
トルクは、リール径、線材径によつて異なるが、
その巻始めトルクが図示の〇印であるとすると、
巻取りの進行につれて巻段数の増加により巻径に
より増加する。トルクモータの出力トルクは巻径
の増加による巻取トルクの増加に対応して巻始め
の電圧曲線上で増加しようとし、同時に回転数が
減少する。しかし、線材の径が大きい場合は巻径
の増加による巻取トルクの増加の方が大きく、一
定電圧曲線上でのトルクモータの出力トルクの増
加ではトルクが不足するため、線材の張力が所定
の目的張力以下に減少する。この張力の減少は張
力センサ１の差動トランス２により検知され、こ
の低電圧信号を増幅器７により増幅してこれを
SCR制御装置８へフイードバツク信号として入
力する。SCR制御装置８は前記フイードバツク
信号を受けてリニア構造のモータの固定子コイル
に供給される電圧を、上記出力トルクの不足分を
解消し得る電圧値に上昇される。こうして線材の
径が大きい場合は、その巻段数の増加に伴なつて
上記制御を連続的に行ない図のの曲線のように
変化して巻取が終了する。

の曲線の場合の作用は、の曲線の場合と全
く反対に、線材の線径、リール形小であるため、
線材の巻段数の増加による巻線トルクの増加はそ
れぞれわずかであるが、そのわずかなトルクの増
加であつてもトルクモータの出力は変化する。駆
動電圧が一定のままであるとその特性曲線に従つ
てトルクモータの出力は大きく増加し、そのため
線材の張力も大きく増加する。その張力の変化は
同様に張力センサ１で検知され、この信号により
SCR制御装置８は駆動電圧を減少させる。駆動
電圧が減少するとトルクモータの回転数も減少
し、の曲線のように変化して巻取終了する。

〔効果〕 以上のようにこの発明は構成したから、張力の
変化を張力センサにより検知し、その信号の増減
によりSCR制御装置を介してトルクモータの駆
動電圧を常に線材の張力が一定となるように最適
に制御することができる。

かかる制御は線材径、リール径の大小に拘ら
ず、また従来不可能とされた線材径小、リール形
小、あるいは線材径Ｒ、リール形大の場合でも、
線材張力を検出することによつて常に最適の状態
で駆動できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は移動式のリール台車にリールを取付け
た、リニア構造のモータを有する線材巻取機に張
力センサによる制御回路を設けた状態を示す全体
概略図、第２図はトルク−回転数の特性曲線を示
すことができる。 １……張力センサ、４……リール、７……増幅
器、８……SCR制御装置、１１……リール台車。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 走行する線材巻取用のリールと、このリール
   を駆動するリニア構造のモータから成る駆動部
   と、リニア構造のモータの固定子コイルに駆動電
   流を所定電圧で供給する制御装置と、線材の張力
   をリールに巻込まれる手前任意の位置で検知して
   電気信号に変換する張力センサと、その出力信号
   を増幅する増幅器とを備え、張力センサで検知さ
   れた張力信号を増幅器を介して制御装置にフイー
   ドバツクしてリニア構造のモータへの供給電圧を
   常に張力一定となるように制御するすることを特
   徴とする線材巻取機。 ２ 前記張力センサを差動トランスにより構成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の線材巻取機。 ３ 前記制御装置をSCR制御装置としたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の線材巻
   取機。